Главная

Чего не хватает "Лен-В"?

К. Борисевич г. Минск
В РА 11/2005 но с. 56 в статье А. Кашкарова из Санкт-Петербурга рассказывается о модернизации промышленной радиостанции "Лен-В". Автор предлагает повысить стабильность работы опорного генератора (ОГ) за счет незначительного снижения его частоты с 12,796 до 12,5 МГц путем введения нового кварцованного генератора и делителя частоты на 1024. Цитирую: "...на практике установлено, что если незначительно уменьшить частоту ОГ (до 12,5 МГц), стабильность его работы и сопутствующих узлов радиостанции увеличивается, что приводит к исчезновению отмеченных выше недостатков.

Однако недостаточно установить кварцевый резонатор на меньшую частоту. Для повышения надежности работы микросхемы D8 (КР1015ХКЗА) потребуется другая схема ОГ и опорного делителя". И далее по тексту: "Предлагаемое вниманию читателей устройство состоит из генератора на микросхеме DD1 с выходной частотой 12,796 МГц, делителей на 16 и на 64 (соответственно микросхемы DD2 и DD3, а также микросхема преобразователя уровня DD4, которая одновременно является буферным усилителем для выходного сигнала ОГ)... Вывод 2 микросхемы DD4 подключается к выводу 14 микросхемы на штатной схеме D8 (КР1015ХКЗА). Частота в этой точке равна 12,5 МГц ±60 Гц. После доработки радиостанция "Лен-В" работают без сбоев. Приведенную схему можно использовать и в других случаях, когда требуется незначительное изменение (уменьшение) частоты В Ч сигналов".
Действительно, после предлагаемой "доработки" в радиостанции "Лен-В" никаких сбоев наблюдаться уже не будет, поскольку она вообще не будет работать. Нетрудно представить себе, что произойдет с частотой опорного генератора 12,796 МГц, если разделить ее в 1024(!) раза (16x64=1024), т.е. уменьшить более чем на три порядка! После несложных расчетов получим 12,496 кГц! Поэтому в
данном случае речь идет о значительном уменьшении частоты (1024 раза как-никак!). И вряд ли здесь уместно говорить о применении подобного делителя на 1024 для устранения названного в статье недостатка.
Но на сегодняшний день хорошо известны способы построения преобразователей частоты с дробным коэффициентом деления. Такой преобразователь можно выполнить по схеме рис.1, принцип работы которой подробно рассмотрен в [1].
 
 Кроме того, применение современных быстродействующих КМОП-микросхем серии КР1554 позволяет значительно упростить такой преобразователь частоты и полностью исключить процедуру подбора элементов цепи задержки.
Вниманию читателей предлагается усовершенствованный вариант цифрового преобразователя частоты, принцип действия которого заключается в следующем. Если представить частоту сигнала генератора f в виде суммы требуемого значения fo и абсолютной ошибки Δf, то для получения частоты fo достаточно выполнить операцию вычитания; fo=f-∆f. Практически она сводится к устранению из последовательности импульсов с частотой следования f каждого импульса с номером n=f/∆f, округленным до ближайшего целого. Например, если f=12,796 МГц, а fo= 12,5 МГц, то ∆f=0,296 МГц и n=12,796/0,296=43,2297, т.е. 43. Следовательно, исключив из исходной последовательности каждый 43-й импульс, получим fo=f-f/43= 12,796-12,796/43=12,4984 МГц. При этом ошибка из-за округления номера устраняемого импульса может быть легко устранена подстройкой генератора.
Временная диаграмма цифрового преобразователя частоты, реализующего такой принцип, показана на рис.2.
 
 Прямоугольные импульсы с частотой следования 12,796 МГц с выхода элемента DD1.4 (рис.1) поступают на входы счетчика DD3.1 и ключевого логического элемента DD2.3. Но на выход последнего проходят только 42 из 43-х последовательных импульсов. Маскирование 43-го по счету импульса происходит благодаря формированию уровня лог."0" на выходе элемента DD4.1 на время пребывания двух последовательно включенных счетчиков DD3.1 и DD3.2 в 42-м состоянии, считая с начала рабочего цикла. Отрицательный перепад 42-го счетного импульса с выхода генератора, с учетом времени задержки распространения сигнала в счетчиках DD3.1, DD3.2 и элементе DD4.1 (примерно 25 нс), приводит к появлению на выходе последнего уровня лог."0". При частоте 12,796 МГц период следования прямоугольных импульсов генератора составляет около 78 нс, следовательно, длительность низкого уровня - около 39 нс. На самом деле форма импульсов несколько отличается от меандра, но на работе схемы это никак не сказывается.
К моменту прихода 43-го положительного импульса на второй вход элемента DD2.3 (вывод 2) с выхода генератора на первом его входе (вывод 1) уже около 15 нс будет действовать уровень лог."0". Этот уровень запретит прохождение на выход DD2.3 43-го положительного импульса генератора, поэтому суммарная (средняя) частота на выходе элемента DD2.3 уменьшится и составит 12,4984 МГц. Требуемое значение 12,5 МГц легко получить подстройкой переменного резистора R2 генератора [2]. По спаду 43-го положительного импульса
генератора на выходе элемента DD2.4 формируется короткий положительный импульс, обнуляющий счетчики DD3.1, DD3.2. Далее цикл работы устройства полностью повторяется.
Если у кого-то еще останутся сомнения и возникнет необходимость разделить частоту 12,796 МГц в 1024 раза, можно воспользоваться упрощенной схемой (рис.3),
 
 выполненной всего на двух КМОП-микросхемах серии КР1564 (а не четырех, как в авторском варианте). Но частоту в 12,5 МГц на ее выходе получить уже не удастся, поскольку она будет меньше частоты опорного генератора ровно в 1024 раза и составит примерно 12,5 кГц. Кстати, нагрузочной способности счетчика КР1564ИЕ20 (74НС4040) вполне достаточно для непосредственного управления четырьмя входами ТТЛ серии К155 без применения дополнительных буферных элементов.
Литература
1. Самойленко А. Цифровой преобразователь частоты//Радио. - 1987. - №3. - С.47-48. 2. Тагильцев К. Улучшенный кварцевый генератор на логических ИМС//Радио. - 1992. - №9. - С.42.
РА 8'2006

Добавить комментарий


Защитный код
Обновить

Яндекс.Метрика